الفينولات: التحضير والخاصية الحامضية وتفاعلات الحلقة والباكليت
درس الفينولات: مركبات تتصل فيها مجموعة الهيدروكسيل مباشرة بحلقة البنزين. وفي صفحة الأسئلة تجد باقي أسئلة الدرس.
ما هي الفينولات ؟
الفينولات مشتقات هيدروكسيلية أروماتية : تحل فيها مجموعة (OH–) أو أكثر محل ذرات هيدروجين حلقة البنزين.
| النوع | مثال | الاسم |
|---|---|---|
| أحادى الهيدروكسيل | C₆H₅OH | الفينول (حمض الكربوليك) |
| ثنائى الهيدروكسيل | C₆H₄(OH)₂ | الكاتيكول (1،2– ثنائى هيدروكسى بنزين) |
| ثلاثى الهيدروكسيل | C₆H₃(OH)₃ | البيروجالول (1،2،3– ثلاثى هيدروكسى بنزين) |
- عند التسمية نختار أقل أرقام لمواضع المجموعات على الحلقة، وتُكتب المجموعات بالترتيب الأبجدى.
اعرض الحل
نختار أقل أرقام لمواضع المجموعات : (1،2،3،5) أقل من (1،2،4،6)
وتكتب المجموعات بالترتيب الأبجدى (برومو قبل هيدروكسى) : 1،3،5– ثلاثى برومو –2– هيدروكسى بنزين.
الإجابة (ج).
- عدد ذرات الهيدروجين يتغير بتغير المجموعات المتصلة بالحلقة، فاكتب الصيغة الجزيئية لكل مركب قبل المقارنة.
اعرض الحل
(1) C₆H₆O ، (2) C₇H₈O ، (3) C₇H₇ClO ، (4) C₇H₈O₂
المركبان (2) ، (4) بكل منهما 8 ذرات هيدروجين.
الإجابة (د).
تحضير الفينول
- من قطران الفحم : التقطير الإتلافى للفحم الحجرى (تسخينه بمعزل عن الهواء) يعطى قطران الفحم، ثم بالتقطير التجزيئى للقطران نحصل على الفينول.
- من الكلوروبنزين (تحلل مائى فى وسط قلوى) :
- C₆H₅Cl + NaOH → C₆H₅OH + NaCl (عند 300°C وتحت ضغط)
- اختزال الفينول بتقطيره مع مسحوق الخارصين يعيده إلى البنزين :
- C₆H₅OH + Zn → C₆H₆ + ZnO
اعرض الحل
(1) تقطير تجزيئى لقطران الفحم يعطى الفينول.
(2) اختزال الفينول بالخارصين يعطى البنزين.
(3) تفاعل فريدل – كرافت للبنزين يعطى إيثيل بنزين C₈H₁₀
الإجابة (ج).
- سلسلة شائعة : كربيد الكالسيوم ← الإيثاين ← (بلمرة حلقية) البنزين ← (هلجنة) الكلوروبنزين ← (تحلل مائى قلوى) الفينول.
اعرض الحل
(X) الإيثاين ← بنزين ← كلوروبنزين ← (Y) الفينول ← (Z) حمض البكريك.
الإيثاين نشط كيميائيًا، والفينول كاو للجلد، وحمض البكريك مطهر.
الإجابة (د).
الخواص الفيزيائية
- بللورات عديمة اللون لها رائحة مميزة، تنصهر عند 43°C، فهو صلب فى درجة حرارة الغرفة.
- شحيح الذوبان فى الماء، ويذوب تمامًا عند 65°C تقريبًا.
- كاو للجلد، ومحلوله المخفف يستخدم كمطهر.
الخاصية الحامضية
- الفينول حمض ضعيف، لكنه أقوى حامضية من الكحولات، لأن حلقة البنزين تسهل انفصال بروتون مجموعة OH.
- يتفاعل مع القلويات (والكحولات لا تتفاعل معها) :
- C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O (فينوكسيد الصوديوم)
- يتفاعل مع الفلزات النشطة مثل الصوديوم ويتصاعد الهيدروجين (مثل الكحولات).
- لا يتفاعل مع بيكربونات الصوديوم لأنه أضعف من حمض الكربونيك.
- فى مركب يحتوى OH فينولية و OH كحولية : الفينولية فقط تتفاعل مع القلويات، والكحولية فقط تتفاعل مع HX.
اعرض الحل
المركب به OH كحولية و OH فينولية.
فقط OH الفينولية تتفاعل مع KOH، فيتفاعل 1 mol منه مع 1 mol من KOH وليس 2 mol
الإجابة (ب).
اعرض الحل
الفينول أكثر حامضية من الكحولات والهيدروكربونات.
الإجابة (ب).
تفاعلات حلقة البنزين فى الفينول
مجموعة OH تنشط الحلقة فيحدث الإحلال فى المواضع 2 ، 4 ، 6 :
- النيترة : مع حمض النيتريك المركز فى وجود حمض الكبريتيك المركز يتكون 2،4،6– ثلاثى نيتروفينول (حمض البكريك) : مادة صفراء تستخدم فى المتفجرات وعلاج الحروق.
- البرومة : مع ماء البروم يتكون راسب أبيض من 2،4،6– ثلاثى بروموفينول :
- C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₂Br₃OH + 3HBr
اعرض الحل
حمض البكريك لونه أصفر.
الإجابة (أ).
الكشف عن الفينول
- محلول كلوريد الحديد (III) يعطى مع الفينول لونًا بنفسجيًا، ولا يعطيه مع الكحولات.
- يمكن التمييز بين الفينول والإيثانول أيضًا بماء البروم (راسب أبيض) وبعباد الشمس، لكن ليس بفلز الصوديوم لأن كليهما يتفاعل معه.
اعرض الحل
FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl : راسب بنى محمر چيلاتينى.
FeCl₃ مع الفينول : لون بنفسجى.
FeCl₃ + 3NH₄SCN ⇌ Fe(SCN)₃ + 3NH₄Cl : محلول أحمر دموى.
الإجابة (د).
الباكليت
- يتبلمر الفينول مع الفورمالدهيد (الناتج من أكسدة الميثانول) بالتكاثف، فيتكون الباكليت وتنفصل جزيئات ماء.
- الباكليت بوليمر مشترك (من مونومرين مختلفين) يستخدم فى صناعة الأدوات الكهربية لأنه عازل.
اعرض الحل
(1) الفورمالدهيد يُحضر بأكسدة كحول أولى (الميثانول).
(2) تفاعلهما يعطى الباكليت (بوليمر مشترك).
(3) الفينول يُحضر من قطران الفحم.
الإجابة (ج).
قبل الامتحان
- الفينول = حمض الكربوليك، والكاتيكول ثنائى الهيدروكسيل، والبيروجالول ثلاثى الهيدروكسيل.
- مصادر الفينول : قطران الفحم، والتحلل المائى القلوى للكلوروبنزين عند 300°C وضغط مرتفع.
- الفينول يتفاعل مع NaOH والكحول لا يتفاعل، وكلاهما يتفاعل مع Na، والفينول لا يتفاعل مع NaHCO₃
- حمض البكريك ناتج نيترة الفينول، وثلاثى بروموفينول راسب أبيض مع ماء البروم.
- كلوريد الحديد (III) يعطى لونًا بنفسجيًا مع الفينول.
- الفينول + الفورمالدهيد ← الباكليت + ماء (بلمرة بالتكاثف).